RU2813004C1 - Магнитогидродинамический генератор переменного тока - Google Patents
Магнитогидродинамический генератор переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813004C1 RU2813004C1 RU2023105010A RU2023105010A RU2813004C1 RU 2813004 C1 RU2813004 C1 RU 2813004C1 RU 2023105010 A RU2023105010 A RU 2023105010A RU 2023105010 A RU2023105010 A RU 2023105010A RU 2813004 C1 RU2813004 C1 RU 2813004C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- pipeline
- magnet
- crank
- piston
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в создании мобильного экологичного генератора переменного тока с возможностью использования в условиях, удаленных от источника электропитания. Магнитогидродинамический (МГД) генератор содержит крышку, на которой установлен привод с кривошипом, немагнитный корпус, в центральной части которого жестко закреплен магнит, выполняющий роль статора. На поверхности магнита по цилиндрической траектории зафиксирована обмотка, представляющая собой трубопровод-канал, который намотан последовательно по секторам. С одной стороны к трубопровод-каналу герметично присоединен цилиндр, в котором установлен поршень с толкателем, шарнирно соединенный с кривошипом привода. С противоположной стороны трубопровод-канала герметично установлен цилиндр с подпружиненным механизмом. В трубопровод-канале рабочее тело в виде ионной жидкости совершает возвратно-вращательное движение с угловым перемещением за счет изменения объема посредством движения поршня с толкателем и кривошипом и подпружиненного механизма. На боковых сторонах трубопровод-канала установлены токопроводящие сегменты, которые расположены по одну сторону от каждого сектора канала и последовательно соединены между собой токопроводящими перемычками и посредством проводов с клеммами, расположенными на крышке генератора. Для фиксации трубопровод-канала относительно магнита установлены проставки, выполненные из немагнитного материала. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, к производству электрической энергии, и может быть использовано в качестве малогабаритного автономного источника электрической и тепловой энергии в быту, а также в условиях, удаленных от источника электропитания.
Известен магнитогидродинамический генератор, который содержит источник рабочего тела, сопло, магнитогидродинамический канал с изоляционным покрытием внутренней поверхности, на котором противоположно друг другу размещены несколько пар электродов для съема генерируемого напряжения, подключенных параллельно нагрузке, расположенной снаружи МГД-канала (RU 2650887 МПК Н02К 44/08, опубл. 18.04.2018).
Недостатком данного изобретения является его ограниченная область применения, так как в качестве рабочего тела используется низкотемпературная плазма.
Известен МГД-генератор, корпус которого выполнен в виде сопла Лаваля, содержащий форсунку. Электроды, магнитную систему и средства съема электрического тока (RU 2516433 МПК Н02К 44/08, опубл. 20.05.2014).
Недостатком данного изобретения является необходимость подключения к источнику тока высокого напряжения, а также специфические требования к условиям эксплуатации так как при работе образуется плазма с рабочей температурой 6000°С.
Известно устройство, которое содержит замкнутый тороидальный канал с корпусом из немагнитного металла и электромагнитную систему с обмотками, а также камеры сгорания, соединенные с каналом. В канале размещены термоэлектроды и выполнено диэлектрическое покрытие. Электромагнитная система содержит магнитопроводы с обмотками возбуждения и выходными обмотками. Обмотки возбуждения соединены одним концом с соответствующими термоэлектродами, а другие концы обмоток возбуждения соединены вместе (RU 2109393 МПК Н02К 44/00, Н02К 44/08, опубл. 20.04.1998).
Недостатком устройства является использование в качестве рабочего тела высокотемпературного газа, а также необходимость чередования четкого числа областей высокого и низкого давления в канале.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является МДГ-генератор, представляющий собой замкнутый тороидальный канал, выполненный герметичным, с корпусом из немагнитного материала, внутри которого выполнено диэлектрическое покрытие с коэффициентом диэлектрической проницаемости выше, чем у воды, заполняющей канал. В канале организовано движение воды в определенном направлении с помощью бегущего магнитного поля, создаваемого электромагнитными обмотками возбуждения (RU 2183899 МПК Н02К 44/08, опубл. 20.06.2002).
Недостатком данного устройства является необходимость ионизации воды на стадии запуска, для чего в конструкции необходимо устройство, создающее высоковольтные разряды.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании мобильного экологичного генератора переменного тока с возможностью использования в условиях, удаленных от источника электропитания.
Указанная задача решается тем, что магнитогидродинамический генератор (МГД генератор), содержащий немагнитный корпус, в центральной части которого установлен магнит, выполняющий функцию возбудителя магнитного поля, по поверхности которого по цилиндрической траектории зафиксирована обмотка, представляющая собой трубопровод-канал не постоянного прямоугольного сечения, изготовленного из немагнитного материала в котором рабочее тело в виде ионной жидкости совершает возвратно-вращательное движение на определенный угол. Для обеспечения такого типа движения в конструкции применяется кривошипно-шатунный механизм с приводом от источника механической энергии, установленного с одного конца канала и подпружиненный поршневой механизм с другого конца. Канал наматывается на магнит по секторам, с увеличением диаметра и последующим переходом на следующий сектор вдоль магнита. Поперечное сечение канала при переходе на уровень с большим радиусом уменьшается за счет изменения высоты канала. С боковых сторон канала установлены токопроводящие сегменты, которые разделены между секторами диэлектриком. Под действием магнитного поля при направленном движении рабочего тела на ионы действует сила, направленная перпендикулярно линиям магнитного поля и направлению движения, что способствует смещению анионов и катионов противоположным боковым стенкам трубопровода-канала. Между данными стенками канала создается электрическое поле, которое оказывает воздействие на свободные электроны в токопроводящих сегментах, создавая ЭДС. Токопроводящие сегменты, расположенные по одну сторону одноименного заряда, соединены между собой проводником и контакты выведены на наружные клеммы. Для возбуждения электрического поля с течением времени необходимо менять направление движения рабочего тела, а также полярность магнитного поля. Для этого при помощи кривошипно-шатунного механизма с приводом в трубопровод-канал добавляется определенный объем, который способствует угловому смещению рабочего тела относительно магнита, изменяя направление силы, действующей на ионы.
Предлагаемое изобретение проиллюстрировано чертежами, где на фиг. 1 изображен поперечный разрез генератора; на фиг. 2 часть разреза А-А; на фиг 3 – выносной элемент Б, характеризующий сечение канала; на фиг. 4 – траектория движения рабочего тела.
МГДГ представляет собой корпус 1 с крышкой 2, на которой установлен привод 3 с кривошипом 4. Приводом может служить источник механической энергии. В корпусе 1 посредством креплений 6 установлен магнит 5, выполняющий роль статора. По поверхности магнита наматывается трубопровод-канал 7, представляющий собой полую трубку из немагнитного материала прямоугольного поперечного сечения, размер которого уменьшается при переходе на более удаленный радиус от магнита 5. Данное конструктивное решение направлено на обеспечение равного углового перемещения рабочего тела относительно начального положения во всех витках канала. Трубопровод-канал наматывается последовательно по секторам, причем, если обмотка идет в последовательности I-II-III-IV, то последующий сектор имеет навивку IV-III-II-I и так далее по длине всего магнита. С одной стороны к каналу 7 герметично присоединен цилиндр 8, в котором установлен поршень с толкателем 9, шарнирно соединенный с кривошипом 4 привода 3. С противоположной стороны канала герметично установлен цилиндр с подпружиненным механизмом 10. На боковых сторонах канала 7 установлены токопроводящие сегменты 11, представляющие собой тонкие металлические диски, изолированные от соприкосновения с магнитом. Сегменты, расположенные между парой навивками канала разделены между собой диэлектрической пластиной 12. Сегменты 11, расположенные по одну сторону от каждого сектора канала (например, четные и нечетные сегменты), последовательно соединены между собой токопроводящими перемычками 16 и посредством проводов 13 и 14 соединены с клеммами 15, расположенными на крышке генератора 2. Для фиксации трубопровода-канала 7 относительно магнита 5 между ними устанавливают проставки 17, выполненные из немагнитного материала.
Изобретение работает следующим образом.
Перед началом эксплуатации трубопровод-канал 7 заполняется рабочим телом, представляющим собой ионную жидкость. При работе источника механической энергии кривошип 4 приводит в возвратно-поступательное движение поршень с толкателем 9 в цилиндре 8. При движении вниз поршня с толкателем 9 определенный объем рабочего тела из цилиндра 8 поступает в трубопровод-канал 7, тем самым изменяя положение рабочего тела, находящегося в канале относительно магнита на определенное расстояние. С учетом того, что система является замкнутой, часть рабочего тела поступает в цилиндр с подпружиненным механизмом 10. Под действием магнитного поля при направленном движении рабочего тела на ионы действует сила, направленная перпендикулярно линиям магнитного поля и направлению движения, что способствует смещению анионов и катионов противоположным боковым стенкам трубопровода-канала 7. Между данными стенками канала создается электрическое поле, которое оказывает воздействие на свободные электроны в токопроводящих сегментах 11, создавая ЭДС. Токопроводящие сегменты, расположенные по одну сторону трубопровода-канала, соединены между собой проводником, и контакты выведены на наружные клеммы 15, к которым подключается потребитель электрической энергии. Для изолирования соседних сегментов, расположенных между секторами канала в конструкции предусмотрены диэлектрические пластины 12. Для дальнейшего создания ЭДС за счет сжатия пружины в механизме 10 и движения вверх поршня в цилиндре 8 рабочее тело изменяет свое движение на противоположное, что способствует возникновению электрического поля. При работе источника механической энергии данный процесс повторяется, за счет чего и происходит образование переменного тока.
Claims (4)
1. Магнитогидродинамический (МГД) генератор, содержащий крышку, на которой установлен привод с кривошипом, немагнитный корпус, в центральной части которого жестко закреплен магнит, выполняющий роль статора, на поверхности магнита по цилиндрической траектории зафиксирована обмотка, представляющая собой трубопровод-канал, который намотан последовательно по секторам, с одной стороны к трубопровод-каналу герметично присоединен цилиндр, в котором установлен поршень с толкателем, шарнирно соединенный с кривошипом привода, с противоположной стороны трубопровод-канала герметично установлен цилиндр с подпружиненным механизмом, в трубопровод-канале рабочее тело в виде ионной жидкости совершает возвратно-вращательное движение с угловым перемещением за счет изменения объема посредством движения поршня с толкателем и кривошипом и подпружиненного механизма, на боковых сторонах трубопровод-канала установлены токопроводящие сегменты, которые расположены по одну сторону от каждого сектора канала и последовательно соединены между собой токопроводящими перемычками и посредством проводов с клеммами, расположенными на крышке генератора, для фиксации трубопровод-канала относительно магнита установлены проставки, выполненные из немагнитного материала.
2. МГД генератор по п. 1, отличающийся тем, что трубопровод-канал переменного сечения.
3. МГД генератор по п. 1, отличающийся тем, что токопроводящие сегменты выполнены в виде тонких металлических дисков.
4. МГД генератор по п. 1, отличающийся тем, что между соседними секторами трубопровод-канала токопроводящие сегменты разделены диэлектриком.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2813004C1 true RU2813004C1 (ru) | 2024-02-06 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3162781A (en) * | 1961-03-22 | 1964-12-22 | Beckwith Sterling | Magnetohydrodynamic generator |
RU2109393C1 (ru) * | 1995-06-14 | 1998-04-20 | Алексей Владимирович Данилин | Способ получения электрической энергии и резонансный мгд-генератор для его реализации |
RU2174735C1 (ru) * | 2001-03-06 | 2001-10-10 | Грицкевич Олег Вячеславович | Мгд-генератор |
RU2183899C2 (ru) * | 1999-08-24 | 2002-06-20 | Грицкевич Олег Вячеславович | Способ получения электрической энергии и мгд-генератор грицкевича для его осуществления |
RU2543983C1 (ru) * | 2013-10-22 | 2015-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Источник автономного электропитания |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3162781A (en) * | 1961-03-22 | 1964-12-22 | Beckwith Sterling | Magnetohydrodynamic generator |
RU2109393C1 (ru) * | 1995-06-14 | 1998-04-20 | Алексей Владимирович Данилин | Способ получения электрической энергии и резонансный мгд-генератор для его реализации |
RU2183899C2 (ru) * | 1999-08-24 | 2002-06-20 | Грицкевич Олег Вячеславович | Способ получения электрической энергии и мгд-генератор грицкевича для его осуществления |
RU2174735C1 (ru) * | 2001-03-06 | 2001-10-10 | Грицкевич Олег Вячеславович | Мгд-генератор |
RU2543983C1 (ru) * | 2013-10-22 | 2015-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" | Источник автономного электропитания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2273086C2 (ru) | Электрическая машина | |
US5276372A (en) | Reciprocating electric motor | |
WO2003084036A1 (en) | Electrical pulse generator using pseudo-random pole distribution | |
US1792449A (en) | Fluid-conductor motor | |
RU2009129580A (ru) | Установка насосная плунжерная погружная и ее линейный электродвигатель | |
RU2813004C1 (ru) | Магнитогидродинамический генератор переменного тока | |
KR100353459B1 (ko) | 압전선형스텝모터 | |
US2283886A (en) | Reciprocating electric motor | |
KR100353455B1 (ko) | 압전형리니어스텝모터 | |
RU2441309C1 (ru) | Машина постоянного тока с жидкометаллическим коммутатором | |
US1647147A (en) | Electromagnetic pump | |
RU2011152551A (ru) | Способ беспроводной передачи электроэнергии и устройства для его функционирования | |
RU2773572C1 (ru) | Способ генерации электрической энергии | |
SU1728940A1 (ru) | Унипол рна машина переменного тока | |
SU535678A1 (ru) | Линейна электрическа машина переменного тока | |
RU2752389C1 (ru) | Магнитоэлектрический генератор | |
RU207287U1 (ru) | Линейный аксиальный генератор возвратно-поступательного движения | |
CN102290708A (zh) | Mems可动电极式火花隙开关 | |
FR3078206B1 (fr) | Stator de moteur electrique comportant des bobinages compacts et procede de fabrication d'un tel stator | |
US467450A (en) | Electro-magnetic reciprocating pumping-engine | |
RU2420850C1 (ru) | Машина постоянного тока с неподвижным коллектором | |
SU788293A1 (ru) | Электродвигатель возвратно- поступательного движени | |
RU2658629C1 (ru) | Электродвигатель-компрессор | |
RU2710037C1 (ru) | Система электроснабжения летательного аппарата | |
RU2391760C1 (ru) | Электродвигатель постоянного тока |